蓄电池均衡无线监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种蓄电池均衡无线监测系统。
【背景技术】
[0002]阀控式密封铅酸蓄电池(Valve Regulated Lead Acid Battery)简称VRLA蓄电池。它与其它电源一样，是一个电能与化学能互相转换的装置，具有工艺易于掌握、原理清楚、工作温度范围广、廉价等特点，随着科技蓬勃发展，获得广泛应用。
[0003]目前，蓄电池组充电时，经过串联电路加载在每节蓄电池两端的电压不均衡，导致了部分单节电池两端充电电压过高或是过低，对电池本身造成了损伤。随着对蓄电池组充放电次数的增加，蓄电池组中的各只电池的性能差异将越来越大，造成单节电池迅速老化甚至损坏，致使整个蓄电池快速老化甚至损毁，进而进行整体更换，加大蓄电池使用量，耗费大量资源，也给环境带来危害。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术的不足之处，本实用新型提供一种蓄电池均衡无线监测系统。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0006]本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统，其特征在于:包括多个前端检测单元和后端服务单元，
[0007]所述前端检测单元包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的多个电压检测模块、多个电压均衡模块、电流检测模块、温度检测模块、串口通信模块、GPRS传输模块、按键输入模块、LCD显示屏、LED指示模块，所述多个电压检测模块和多个电压均衡模块相互配对分别连接在多节电池上，所述LED指示模块包括报警灯电路和通信灯电路，所述后端服务单元包括相互连接的管理服务硬件和网络通信机，所述多个前端检测单元和后端服务单元均连接有供电电源，
[0008]所述多个前端检测单元均通过GPRS传输模块连接互联网与后端服务单元的管理服务硬件通信连接。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0010]本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统，采集电池组各节电池的各项数据，通过均衡电路加以调节浮充电压，实现均衡充电；通过GPRS模块将各项数据输送到后端服务中心，实现远程实时监测电池状态，利于及时发现损毁的节电池并维护，利于节约资源及环保。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0013]如图1所示，本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统，其特征在于:包括多个前端检测单元和后端服务单元，所述前端检测单元包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的多个电压检测模块、多个电压均衡模块、电流检测模块、温度检测模块、串□通信模块、GPRS传输模块、按键输入模块、LCD显示屏、LED指示模块，所述多个电压检测模块和多个电压均衡模块相互配对分别连接在多节电池上，所述LED指示模块包括报警灯电路和通信灯电路，所述后端服务单元包括相互连接的管理服务硬件和网络通信机，所述多个前端检测单元和后端服务单元均连接有供电电源，所述多个前端检测单元均通过GPRS传输模块连接互联网与后端服务单元的管理服务硬件通信连接。
[0014]本实施例中，前端检测单元的数量为I个，电压检测模块、电压均衡模块的数量均为I个。电压均衡模块用于调节相应单节电池两端充电电压高低，电压均衡模块与电压检测模块配对使用，检测相应单节电池电压，并在嵌入式控制器的控制下调节该节电池浮充电压。LED指示模块包括报警灯电路和通信灯电路，通信灯电路包括2个用于指示GPRS通信开关状态的LED灯电路，红色LED灯为报警灯，黄色LED灯和绿色LED灯为GPRS模块工作指示灯。
[0015]本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统，电压检测模块采集每节电池电压信息并处理后输送到嵌入式控制器，电流检测模块检测电池组的电流并处理后输送到嵌入式控制器，温度检测模块检测基站温度信息并处理后输送到嵌入式控制器；嵌入式控制器将节电池的实时电压与电池组的平均电压对比，进而通过电压均衡模块调节节电池的浮充电压；嵌入式控制器根据电压、电流及电导计算内阻，通过LCD显示屏显示电压、电流、内阻及环境温度数据，定时通过GPRS传输模块连接互联网将电压、电流、内阻及环境温度数据传输到后端服务单元的服务数据库；当节电池的分析数据异常时启动报警灯，同时立即将数据传输到后端服务单元，以便及时通报及维护故障；后端服务单元根据各项数据进一步分析每节电池的性能，同时根据需要将各项数据上传到WEB服务器以便查询。
[0016]其中，单节电池充电电压均衡调节过程，控制器将每一节电池的实时电压和整组电池的平均电压作比较，如果发现某节电池的实时电压比平均电压值高，将启动该节电池的电压均衡模块，使该节电池的浮充电流经电压均衡模块降流，降低该节电池两端浮充电压，减缓电池过充；同时，该蓄电池组内的其它节电池两端电压将会上升，从而优化了欠充的节电池两端电压不足的问题。其中，电压均衡模块降流过程，嵌入式控制器接通该节电池的均衡电路的旁路并联电阻，使该节电池的一部分浮充电流流过旁路并联电阻。当蓄电池组放电时，控制器将关闭电压均衡模块。
[0017]该系统定时检测电池电压、电流及环境温度信息，计算电池内阻，存储各项数据，并定时将各项数据通过GPRS模块(3G/4G模块)传输到后端服务单元。
[0018]该系统在某个电池电压、电流、内阻或温度超出一定范围时启动报警流程，开启报警指示灯，同时将报警信号传输到后端服务单元。
[0019]该系统控制器与检测模块(电压检测模块、电压均衡模块、电流检测模块)之间采用isoSPI两线式数据链路连接，将处理器功能合并到远离电池的地方，能实现电池组模块的简化，最大限度地减少每个电池电子线路的元件数量，改善电池管理系统的可靠性和结构优化。
[0020]本实用新型所述蓄电池均衡无线监测系统，采集电池组各节电池的各项数据，通过均衡电路加以调节浮充电压，实现均衡充电；通过GPRS模块将各项数据输送到后端服务中心，实现远程实时监测电池状态，利于及时发现损毁的节电池并维护，利于节约资源及环保。
[0021]该系统的具体功能如下:
[0022]1、能够在线自动监测电池组中的单节电池电压。电压以ImV的精度显示出来，实际测量的误差小于3毫伏(芯片值误差小于1.2毫伏)。
[0023]2、在检测电压的同时检测电池组充放电电流，精度1A，测量精度达到1%，通过检测到的电流数据来判断电池处于放电、浮充、均充等状态。测量的数据通过GPRS发送到服务器，同时在本设备内部的FLASH存储器存起来。
[0024]3、当蓄电池放电时，每6分钟(可设置)检测储存一次电池电压、电流，浮充时每I小时(可设置)检测储存一次电池电压、电流。
[0025]4、使用温度传感器来测量基站内的环境温度，精度0.1°C，误差小于1°C。温度的存储方式与电压存储方式一致。
[0026]5、当电池在放电的时候，设备开始通过各种参数来计算单节电池容量值，可以显示到设备的屏幕上，并保存到设备的FLASH中，精度1%，误差小于5%。
[0027]6、在线监测电池组健康状态。设定几个电池的状态(如立即更换状态、建议更换状态)，每种状态对应着电池的容量值范围，当容量值属于某设定范围值内时(此数值可以通过串口设置或通过GPRS模块远程设置)。
[0028]7、电池均衡充电功能，使单节电池的浮充电压尽可能的一致，使电池减少硫酸盐化的现象。
[0029]8、数据存储功能，设备可以将采集到数据储存起来，随时可以通过软件来查询到这些数据，也可以通过这些数据来分析电池组健康状态。
[0030]9、液晶屏幕显示功能，显示出各种测量和设置的数据与参数，分屏显示，按钮切换。
[0031]10、看门狗功能，当系统出现无法恢复的错误时，看门狗立即重新启动系统。
[0032]11、计算电池内阻，通过多次放电，配合服务器端的电导值(安装设备时需要使用密特电导仪来人工测量)，通过电池电压、电流及环境温度数值计算出电池的内阻值。通过电导与内阻数值在服务器端进行计算，达到更加精准检验电池优劣的目的。
[0033]12,GPRS数据与应用程序的上传下载功能，上传设备各种测量的数据，下载对设备设置的各种数据与更新应用程序。
[0034]13、设置和导出功能，通过串口线缆直接查看设备的输出数据，取出F L A S H里的保存的历史数据。
[0035]14、线缆断线后提示功能，当设备出现线缆断开，网络故障等提示中心端进行处理(配合管理系统软件完成)。
[0036]15、通过壳体上方的微动按钮实现屏幕向前或向后翻页的功能。
[0037]16、当更换坏电池时恢复初始的功能。通过设置按键进入设置界面来完成。
[0038]17、给电池进行编号，并对其位置进行说明。如，2015 - 24 - 00001代表24的设备，编号00001。
[0039] 18、设备日期与时间通过GPRS通讯时会自动与服务器同步。
【主权项】
1.一种蓄电池均衡无线监测系统，其特征在于:包括多个前端检测单元和后端服务单元， 所述前端检测单元包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的多个电压检测模块、多个电压均衡模块、电流检测模块、温度检测模块、串口通信模块、GPRS传输模块、按键输入模块、LCD显示屏、LED指示模块，所述多个电压检测模块和多个电压均衡模块相互配对分别连接在多节电池上，所述LED指示模块包括报警灯电路和通信灯电路，所述后端服务单元包括相互连接的管理服务硬件和网络通信机，所述多个前端检测单元和后端服务单元均连接有供电电源， 所述多个前端检测单元均通过GPRS传输模块连接互联网与后端服务单元的管理服务硬件通信连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种蓄电池均衡无线监测系统，其特征在于：包括多个前端检测单元和后端服务单元，所述前端检测单元包括嵌入式控制器和与嵌入式控制器连接的多个电压检测模块、多个电压均衡模块、电流检测模块、温度检测模块、GPRS传输模块、LED指示模块，所述多个电压检测模块和多个电压均衡模块相互配对分别连接在多节电池上，所述LED指示模块包括报警灯电路和通信灯电路，所述后端服务单元包括相互连接的管理服务硬件和网络通信机，所述多个前端检测单元均通过GPRS传输模块连接互联网与后端服务单元的管理服务硬件通信连接。本实用新型采集电池组各节电池的各项数据，通过均衡电路加以调节浮充电压，实现均衡充电，实现远程实时监测电池状态。
【IPC分类】H02J7/00, G01R31/36
【公开号】CN205120934
【申请号】CN201520854127
【发明人】林坤
【申请人】四川坤和科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年10月31日